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近紅外光譜主要是由于分子振動(dòng)的非諧振性使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，記錄的主要是含氫基團(tuán)X-H(X=C、N、O)振動(dòng)的倍頻和合頻吸收。不同團(tuán)(如甲基、亞甲基，苯環(huán)等)或同一基團(tuán)在不同化學(xué)環(huán)境中的近紅外吸收波長與強(qiáng)度都有明顯差別，NIR 光譜具有豐富的結(jié)構(gòu)和組成信息，非常適合用于碳?xì)溆袡C(jī)物質(zhì)的組成與性質(zhì)測量。
近紅外光譜儀不管按何種方式設(shè)計(jì)，一般由光源、分光系統(tǒng)、測樣器件、檢測器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和記錄儀(或打印機(jī))等6部分構(gòu)成。
近紅外光譜儀的分類方式比較多，但市場上分類主要還是按照儀器的分光器件不同來分，一般可分為4種主要類型：濾光片型、光柵色散型、傅立葉變換型和聲光調(diào)制濾光器型。其中光柵色散型又有光柵掃描單通道和非掃描固定光路多通道檢測之分。
濾光片型近紅外光譜儀器可分為固定濾光片和可調(diào)濾光片兩種形式。固定濾光片型光譜儀是近紅外光譜儀器的*早設(shè)計(jì)形式，這種儀器首先要根據(jù)測定樣品的光譜特征選擇適當(dāng)波長的濾光片。該類型儀器的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡單、成本低、光通量大、信號(hào)記錄快、堅(jiān)固耐用;但這類儀器只能在單一波長下測定，靈活性較差，如樣品的基體發(fā)生變化，往往會(huì)引起較大的測量誤差。可調(diào)濾光片型光譜儀采用濾光輪，可以根據(jù)需要比較方便地在一個(gè)或幾個(gè)波長下進(jìn)行測定。這種儀器一般作專用分析，如糧食水分測定儀。由于濾光片數(shù)量有限，很難分析復(fù)雜體系的樣品。
掃描型儀器通過光柵的轉(zhuǎn)動(dòng)，使單色光按波長高低依次通過測樣器件，與樣品作用后，進(jìn)入檢測器檢測。與濾光片型的近紅外光譜儀器相比，色散型近紅外光譜儀器具有可實(shí)現(xiàn)全譜掃描、分辨率較高、儀器價(jià)位適中和便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，其*大的弱點(diǎn)是光柵或反光鏡的機(jī)械軸承長時(shí)間連續(xù)使用容易磨損，影響波長的精度和重現(xiàn)性，抗震性較差，一般不適合作為過程分析儀器使用。
傅立葉變換光譜技術(shù)是利用干涉圖和光譜圖之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過測量干涉圖和對(duì)干涉圖進(jìn)行傅立葉積分變換的方法來測定和研究光譜的技術(shù)。與傳統(tǒng)的色散型光譜儀相比，傅立葉變換光譜儀能同時(shí)測量、記錄所有波長的信號(hào)，并以更高的效率采集來自光源的輻射能量，具有更高的波長精度、分辨率和信噪比。但由于干涉儀中動(dòng)鏡的存在，儀器的在線長久可靠性受到一定的限制，另外對(duì)儀器的使用和放置環(huán)境也有較高的要求。
非掃描固定光路多通道近紅外光譜儀器是因?yàn)閮x器的檢測器采用多通道光敏器件而得名。這類儀器的色散系統(tǒng)一般采用平面光柵或全息光柵，與光柵掃描型相比，光柵不需要轉(zhuǎn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)確定波長范圍的掃描。多通道型儀器的分辨率取決于光柵性能、檢測器的像素以及狹縫的尺寸。在確定的波長范圍內(nèi)，檢測器的像素越高，所檢測到的樣品信息越豐富，但一般像素越高的檢測器價(jià)格也越高。
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